ВВЕДЕНИЕ
Эта статья посвящена легендарной акустической системе YAMAHA NS-1000M которая выпускалась фирмой на протяжении 23 лет с 1974- 1997 гг, это говорит само за себя, вещь которая проверена временем. Но хотелось заострить внимание не только на технических характеристиках и инновационных решениях применённых в данной акустической системе, а на том смогла ли она сохранить их до наших времён.
ОПИСАНИЕ
Главной инноваций данной системы являются бериллиевые купола СЧ и ВЧ головок, а так же технология их изготовления. Данный метал обладает малым весом, высокой жесткостью и одним из самых высоких показателей скорости звука в материале, что обеспечивает оптимальные свойства для получения качественных характеристик динамических головок, поспорить с этим показателями может только бор, но в чистом виде для изготовления куполов он не применялся в виду этого как чистый метал рассматривать его не представляется возможным. Обработка бериллия является очень сложной задачей, но инженеров YAMAHA это не остановило. Купола изготавливались методом плазменного распыления в глубоком вакууме и осаждением на форму в паровой фазе, что позволило получить высокую чистоту материала 99,99% и желаемую форму. Другие изготовители могли похвастаться только прокатом бериллиевой фольги изготовление которой то-же является не простой задачей.
JA-3058A использовался в качестве низкочастотного звена, динамик имеет размер 300 мм, корзина динамика изготовлена из алюминиевого литья под давлением, конус изготовлен из целлюлозы низкой плотности, что позволило снизить вес получить хорошие показатели демпфирования резонансов при достаточно высокой жесткости. Так же диффузор имеет на своей поверхности концентрические кольца, что позволило увеличить жесткость диффузора и понизить уровень интерференционных искажений в зональном режиме и повысить отдачу в поршневом.
Подвес изготовлен из ткани с пропиткой из каучуковой смолы двух типов для получения оптимальной вязкости и упругости , это позволило получить хорошее поглощение резонансов и большой линейный ход при низких искажениях.
Звуковая катушка имеет диаметр 62 мм намотана на каркасе из термостойкого картона плоским проводом на ребро с применением высокотемпературных лаков, такой тип намотки позволил получить высокое значение Bl (силовой фактор), а благодаря применению не металлического каркаса удалось нейтрализовать воздействие токов Фуко (торможение при перемещении катушки в магнитном зазоре), уменьшить вес и получить лучшее согласование на стыковке с диффузором.
Магнитная система выполнена с применением кольцевого ферритового магнита диаметром 156 мм толщиной 20 мм, на центральном полюсе имеется колпачок из меди (кольцо Фарадея) для снижения роста импеданса с повышением частоты, массивные магнитопроводы обеспечивают высокую эффективность магнитной системы в целом.
JA-0801 применялся в качестве среднечастотного звена имеет полный диаметр 88 мм. Купол динамика изготовлен из бериллия по оригинальной технологии фирмы YAMAHA. Форма купола с малой кривизной имеет высокую жесткость и отличную диаграмму направленности, а применение акустической линзы уменьшает неравномерность АЧХ в верхней части воспроизводимого диапазона и оптимизирует диаграмму направленности.
Подвес тангенциального типа с пропиткой из каучуковых смол двух типов обеспечивает оптимальное соотношение вязкости и упругости, применение данного подвеса позволило получить отличную центровку в магнитном зазоре высокую линейность и отличное подавление резонансов, применение данного решения позволило максимально раскрыть потенциал бериллиевой диафрагмы.
Звуковая катушка имеет диаметр 66 мм и намотана плоским медным проводом на ребро, что повысило эффективность за счет увеличения силового фактора.
Подвижная система спроектирована таким образом, что не имеет перепада давления между куполом и подвесом, благодаря отверстиям в верхнем магнитопроводе под подвесом и отверстиям в верхней части звуковой катушки.
Задняя часть диафрагмы нагружена на закрытый объём через полый керн и отверстие в нижнем магнитопроводе, это позволило получить расширенную полосу воспроизведения в нижнюю сторону и понизить резонансную частоту.
Магнитная система включает в себя огромный кольцевой ферритовый магнит диаметром 156 мм и толщиной 25 мм, что обеспечивает рекордную индукцию в магнитном зазоре 1,6 Тл.
JA-0513 используется в качестве высокочастотного звена, диаметр подвижной системы с подвесом составляет 30 мм.
Диафрагма выполнена из бериллия диаметр 23 мм вес 0,03 г, подвес выполнен из ткани с пропиткой каучуковой смолой двух типов, имеет тангенциальную образующую, данное решение позволяет раскрыть все преимущества бериллиевой диафрагмы и хорошо демпфирует резонансы .
Диаметр звуковой катушки составляет 23 мм, намотана алюминиевым проводом на ребро, каркас имеет непосредственную связь с бериллиевой диафрагмой, что позволяет достичь более гладкой АЧХ и отличной импульсной характеристики.
Магнитная система построена на базе кольцевого ферритового магнита диаметром 80 мм и толщиной 20 мм, центральный полюс имеет конусообразную образующую с применением демпфирующего материала на основе уретанов, данное решение позволило достигнуть более высокой индукции в зазоре, а так же свести к минимуму резонансные явления в подкупольном пространстве.
Кроссовер построен с применением фильтров второго порядка на всех полосах, ВЧ головка подключена в противофазе относительно СЧ и НЧ головок для оптимального согласования по фазе.
Внутреннее сопротивление катушек снижено за счет применения ферромагнитных сердечников, а большой запас по габаритной мощности обеспечивает работу сердечника без насыщения даже на запредельных мощностях, а оптимально выбор материала позволяет достичь ничтожное влияние гистерезиса на полезный сигнал.
Аттенюаторы имеют возможность регулировки уровня звукового давления СЧ и ВЧ головок в широком диапазоне от -∞ до более +3дБ и не оказывают влияния на нелинейность АЧХ в зависимости от желаемого уровня ослабления за счет линеаризации общего сопротивления цепи нагрузки разделительного фильтра.
Корпус выполнен из ДСП, передняя стенка имеет толщину 24 мм, задняя и боковые 25 мм, верхняя и нижняя 20 мм. В центральной части корпуса имеется связывающий армирующий элемент из многослойной фанеры толщиной 24 мм для увеличения жесткости конструкции и уменьшения паразитных вибраций.
Стенки ящика оклеены войлоком, а весь внутренний объём заполнен минеральной ватой.
Корпус имеет отделку шпоном черного цвета.
ИЗМЕРЕНИЯ
Измерения проводились при помощи повереного измерительного микрофона с индивидуальным файлом коррекции и программно- аппаратного комплекса ARTA.
Начну с истории и от чего появилось сомнение, что с NS-1000M что то не так. Это было отмечено при прослушивании АС в независимости от sn, состава того или иного сетапа или же места прослушивания, в одном звучание всегда было сходно, для получение максимально читаемой картины в глубину всегда хотелось ослабить ВЧ аттенюатором и данная манипуляция давала свой плюс в ущерб детальности на ВЧ, эту закономерность отмечали многие слушатели и подтверждали пользователи данной АС. По этому поводу было сформировано несколько предположений, АС весьма не молодая в лучшем случае около 30 лет от роду и самая не приятная мысль говорила о деградация самих головок, второе предположение плохое качество ВЧ головок или же не оптимальное согласование СЧ-ВЧ головок кроссовером, но измерения развеяли все сомнения оставив только одного виновника, вот по этой причине услышанное но не подтверждённое измерениями всегда является как максимум предположением, а интуитивное решение проблемы, чаще не устраняет проблемы, а рождает новые.
Измерения проводились комбинированным способом, зеленая кривая соответствует измерениям с расстояния 1м на оси ВЧ головки в диапазоне 20Гц - 20000Гц, а белая кривая измерения АЧХ НЧ головки в диапазоне 20Гц - 200Гц в ближнем поле, этот метод дает более полное представления о измерениях в любительских условиях и позволяет нивелировать неравномерностью АЧХ вызванную комнатными модами без применения эмуляции АЧХ в зоне НЧ.
И так мы видим артефакт АЧХ в зоне 3кГц - 6кГц, а это как раз является вблизи раздела СЧ-ВЧ головок и наводит на мысль о не оптимальности кроссовера, но с чем это связано? Попробуем с этим разобраться.
Следующий график показывает оптимальность согласования СЧ-ВЧ головок. Зелёный график соответствует звуковому давлению НЧ+ВЧ, а желтый НЧ+ВЧ измерения были сделаны без вскрытия АС, благодаря тому что аттенюатор позволяет полностью выключить СЧ или ВЧ головку.
Мы видим что в диапазоне от 2,5кГц - 4кГц СЧ и ВЧ головки имеют зону совместного излучения, кроме того разница по звуковому давлению между ними в данной зоне весьма мала, а данный факт говорит о неправильной работе разделительного фильтра.
Перед проведением измерений прибор Е7-22 был откалиброван и проверен. Измерения отклонения конденсаторов фильтра показали, что все конденсаторы кроме (Nichicon BP в меньшей степени) имеют неприемлемые отклонения от номинальной ёмкости, в большую сторону, этот факт не является для меня новостью, у некоторых типов конденсаторов ёмкость именно возрастает от времени.
Далее привожу схему кроссовера где в скобках указаны измеренные значения элементов.
Из этого следует и разгадка данного артефакта АЧХ, увеличение ёмкости конденсатора С10 повлекло за собой смещение частоты раздела ВЧ вниз с ухудшением крутизны спада и нарушением фазовой характеристики, а увеличение ёмкости конденсатора С9 понизило частоту среза СЧ фильтра с верху так же нарушив согласование как по частоте так и по крутизне спада, а так же по результирующей фазовой характеристике.
Ну что же, осталось убедится в предположениях и собрать схему из исправных элементов и провести измерения.
Вот такая результирующая АЧХ СЧ-ВЧ получилась после замены конденсаторов исправными. Вполне себе приемлемо и без каких либо резких изломов, субъективное прослушивание так же подтвердило значительное улучшение передачи СЧ-ВЧ диапазона с значительным улучшением разрешения на ВЧ, теперь абсолютно свободно можно было пользоваться ВЧ аттенюатором в плюс и это не вызывало потерю ясности и читаемости звуковой картины.
Хотелось бы так же заметить, что так называемая жанровость акустики в большинстве случаев связана не с предназначением акустики, а с наличием в ней изъянов. Важным показателем для отсутствия жанровой принадлежности является равномерность АЧХ, а также минимальные искажения ФЧХ связанные с не оптимальным согласованием полос на частоте раздела, причем результирующая фазовая ошибка вызванная не оптимальным согласованием ФЧХ фильтров и головок является не исправимой после взаимодействия полос между собой и вызывает комбинационные интерференции. Хорошим тоном для решения данной проблемы так же является максимально короткий участок АЧХ взаимного излучения полос, но в этом случае не стоит забывать о том, что при довольно большой крутизне спада не четкое согласование полос в зоне раздела может свести данное преимущество к нулю. Это правило так же имеет прямое отношение к фильтрам высокого порядка, требование к точности согласования полос с повышением порядка фильтра возрастает в разы и именно поэтому у многих разработчиков есть не любовь к фильтрам высокого порядка. Наглядно мы увидели как возрастное отклонение ёмкости конденсаторов полностью нарушило согласование между СЧ и ВЧ головками.
Так же немаловажное значение на характеристики и качество звучания могут играть состояние аттенюаторов экспресс очистка спец жидкостями конечно дают результат, но этот результат обманчив, то есть полное пропадание контакта как правило данная процедура устраняет, но окисные пленки как правило не растворяет, а так же остатки старой засохшей смазки растворяются но находиться уже в том месте где она должна быть. В качестве смазки проволочных переменных резисторов можно использовать силиконовую смазку или технический вазелин.
Окислы могут быть весьма значительные и без разборки эффективное удаление не представляется возможным, а как известно окислы могут представлять собой даже полупроводник и вносить значительную нелинейность в контакт. На фото с верху далеко не худший экземпляр, но увиденное говорит само за себя.
Вывод по аттенюаторам следующий, либо разбирать и чистить основательно или менять новыми.
ВЧ головка JA-0513
Измерения головок разных годов выпуска демонстрируют схожие параметры с минимальными отклонениями от заводских.
АЧХ JA-0513 снята в ближнем поле
Измерение импеданса говорит о весьма низкой резонансной частоте Fs 852 Гц и очень приемлемых TSP.
СЧ головка JA-0801
Показывает схожую ситуацию с ВЧ головкой, измерения головок с разными годами выпуска показывает минимальные отклонения характеристик от заводских.
АЧХ JA-0801 снята в ближнем поле
Импеданс говорит о резонансной частоте в 332 Гц, что может показаться несколько высоко относительно частоты раздела, но каких либо значимых негативных влияний этот факт не оказывает.
НЧ головка JA-3058A
А вот с НЧ головкой всё уже совсем не однозначно, разница в параметрах Тиля-Смолла для образцов выпущенных в разное время разнится более чем на 50%! Ниже привожу параметры Тиля-Смолла двух динамиков разных годов выпуска, сказать точно какого года выпуска они конкретно не представляется возможным, привязки sn к году выпуска я не имею, но это в нашем случае сравнению не помешает.
АЧХ и TSP экземпляр №1
АЧХ измерялась в ближнем поле в стандартном корпусе без разделительного фильтра.
TSP экземпляр №2
Хочется заметить что экземпляр №1 кроме sn 1xxxxx против 2xxxx имеет значительно меньшие следы использования и демонстрирует минимальные отличия от заводских характеристик (sn указан для акустической системы).
Анализируя данные можно наблюдать некоторую схожесть, а различия каждого из параметров можно охарактеризовать.
Сначала начнем с того, что параметры магнитной системы показывают схожие параметры исходя из Bl. Возросшая резонансная частота Fs и уменьшения эквивалентного объёма Vas говорит о том, что данное явление связано с увеличением жесткости подвеса, увеличение механической добротности Qms говорит о том что вязкость подвеса уменьшилась в то же время возросшая электрическая добротность Qe совместно с Qms говорит о плохой ориентации катушки в магнитном зазоре относительно нулевого положения это связано с провисанием центрирующей шайбы. Несколько уменьшенное значение массы подвижной системы говорит о высыхании каучуковой пропитки подвеса или о незначительных изменениях структуры самого диффузора.
Из этого можно предположить, что подвес НЧ динамика хоть и имеет очень долгий срок службы в случае с YAMAHA NS-1000M, но изменение его механических характеристик значительно сказывается на характеристиках динамика в целом.
ВЫВОДЫ
YAMAHA NS-1000M без сомнения относится к высококлассным акустическим системам которые без труда могут конкурировать с нынешними топовыми системами, но к сожалению время не щадит не кого , деградация элементов фильтра которой подвержено 99% NS-1000M исходя из значительного возраста, а так же изменения параметров Тиля-Смолла НЧ головки появяться чуть с меньшей долей вероятности, присутствия данного дефекта не дадут возможность насладится высоким качеством данной акустической системы и раскрыть их потенциал. По сути при покупке мы должны отдавать себе отчет, что даже при том что косметическое состояние может быть идеальным (восстановленным итд), но с технической стороны мы можем столкнуться с рядом проблем решение которых может быть затруднительно, хотя это справедливо действует не только для NS-1000M, а для любой винтажной техники. Для тех кому греет душу само присутствие такого раритета на все это обращать внимание конечно не стоит, как я понял таких не мало :)
В второй части о NS-1000M планирую обсудить вопрос о возможности модернизации разделительного фильтра с целью повышения качества звучания без изменения общего тонального баланса, что для истинных поклонников серии NS-1000 является очень важным.
В заключении желаю всем новых открытий и качественного звука!
